Regulador Buck controlado por DAC

  

¿Es posible crear un regulador de dólar ajustable utilizando una señal DAC?   ¿Como control en lugar de PMW?

PWM es el mecanismo fundamental dentro de un regulador reductor que le permite tener tan altas eficiencias de transferencia de potencia. Si desea reemplazar ese mecanismo con algún tipo de mecanismo de voltaje lineal, entonces el regulador ya no es un regulador de cola, sino más bien un regulador lineal con menores eficiencias de transferencia de potencia.

Sin embargo, si desea utilizar una salida DAC para alimentar un circuito que convierte la salida DAC a PWM, está bien. Dicho circuito existe, es decir, un LTC6992: -

  

Estoytratandodeaprendersobreunconvertidordedinero,yhastaahoracreoquetengo  captarlaideaprincipaldelatopologíabásica

Elcircuitobásicoqueconviertelapotenciaqueprobablementehayacaptado,peronohaadquiridotodoslosdetallesparahacerunreguladordedólardecente.Porlotanto,yaseaqueuseunpinMCUIOounDAC/LTC6992paracontrolarelinterruptor,todavíanecesitauncircuitoderetroalimentaciónparaestabilizarelreguladordedólarcomosemuestraacontinuación:-

El problema con las imágenes simplificadas que encuentra en línea, es que le dan menos de la mitad de la imagen: necesita un interruptor (MOSFET), un inductor y un condensador, pero también necesita: -

• Algo para generar PWM
• Algo para impulsar el MOSFET
• Algo para medir el voltaje de salida y compararlo con una referencia conocida
• Algo para convertir esto a PWM para alimentar al controlador MOSFET

Aquí hay una explicación más detallada de cómo usaría normalmente un DAC para controlar un regulador de voltaje. Usted mencionó que estaba interesado.

El esquema genérico que se aplica a cualquier regulador de voltaje ajustable se encuentra a continuación.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Básicamente, el regulador de voltaje es un bucle servo que intenta mantener V (ref) para que coincida con cualquier voltaje de referencia interno. Es decir, el VREG aumentará su voltaje de salida de modo que el nodo "ref" en el medio del divisor Rf + Rg + Rdac = referencia de voltaje interno. (Advertencia: algunos reguladores están "al revés". Más sobre esto más adelante.)

En este circuito, estamos usando el DAC para generar o recibir corriente dentro o fuera del nodo de referencia.

También debes darte cuenta de que esta es una excelente aplicación de una ecuación KCL, la Ley actual de Kirchoff. Todo lo que necesitas saber es:

1. V (ref) = 1 voltio, o cualquiera que sea la referencia interna de su VREG es
2. Todas las corrientes en "ref" suman hasta 0
3. Idealmente, actual en el pin "ADJ" de VREG = 0

Entonces, probemos un ejemplo simple. Deje Vref interno = 1V, Rg = 2k, Rf = 3k, Rdac = 4k Ohms

Digamos que nuestro DAC está publicando 0 voltios:

• I (Rg) = Vref / Rg = 1V / 2k = 0.5 mA

• I (Rdac) = (Vref - Vdac) / Rdac) = (1V - 0V) / 4k = 0.25 mA: nuestro DAC está introduciendo corriente en el nodo de referencia

• I (Rf) = suma de los dos = I (Rg) + I (Rdac) = 0.75 mA

• Entonces Vout = V (ref) + I (Rf) * Rf = 1V + 0.75mA * 3kOhms, o Vout = 3.25 Volts

Y probemos cuando nuestro DAC está poniendo 2 voltios:

• I (Rg) = Vref / Rg = 1V / 2k = 0.5 mA

• I (Rdac) = (Vref - Vdac) / Rdac = (1V - 2V) / 4k = -0.25 mA - ahora el DAC está "tirando" de la corriente del nodo "ref"

• I (Rf) = suma de los dos = I (Rg) + I (Rdac) = 0.25 mA

• Entonces Vout = V (ref) + I (Rf) * Rf = 1V + 0.25mA * 3kOhms, o Vout = 1.75 Volts

Con ese ejemplo, puedes hacer una hoja de cálculo para hacer los cálculos por ti. Hay varias cosas a tener en cuenta:

1. La corriente ideal en el pin "ADJ" es 0, pero la realidad es diferente. Verifique la hoja de datos y tenga en cuenta esto, o establezca las corrientes en la referencia lo suficientemente alta para que I (adj) sea insignificante. Tenga en cuenta que la corriente de polarización ADJ a menudo cambia con la temperatura, por lo que es bueno hacer esto último.

2. La mayoría de los reguladores regulan su pin ADJ en relación con la GND, pero algunos reguladores están "al revés", así que lea la hoja de datos. Por ejemplo, el LM317 mantiene 1.25 V entre Vout y Vadj. Simplemente ajuste las fórmulas para esto; el control DAC funciona de la misma manera.

3. Puede obtener resultados matemáticos que muestren Vout < 0, o Vout > Vin. Obviamente, esto no puede suceder. Las matemáticas solo funcionan cuando el regulador está dentro de su rango de regulación.

De todos modos, espero que esto ayude a que usted y otras personas tengan una buena comprensión de una manera sencilla de controlar un regulador mediante un DAC.

Veo demasiados ingenieros que intentan usar una olla digital para controlar los comentarios. Usar un DAC es una forma mucho mejor de hacerlo: resolución más alta, a menudo más barata, menos problemas parasitarios, etc. ¡Espero que eso ayude! -Vince